Самая маленькая летающая структура, когда-либо сделанная, вдохновленные рассказами и семенами

Иногда в стремлении к эффективности мы можем сделать большие выгоды, принимая сигналы от природы. Дизайн крыла - одно место, где природа превосходит, и мы квалифицировали свои заметки для всего, от ветряных турбин до катовых винтов, чтобы контролировать поверхности на самолетах. Сейчас команда ученых, возглавляемая Джоном А. Роджерами из северо-запада, поставила биомиметические крылья на микрочипу, создавая самую маленькую летающую структуру, которую когда-либо делали люди.

«Наша цель состояла в том, чтобы добавить крылатый рейс в небольшие электронные системы, с идеей о том, что эти возможности позволят нам распределить высокофункциональные, миниатюрированные электронные устройства для ощущения окружающей среды для мониторинга загрязнения, наблюдения населения или отслеживания заболеваний, - сказал Роджерс. «Мы смогли сделать это, используя идеи, вдохновленные биологическим миром. В течение летних годов природа разработала семена с очень сложной аэродинамикой. Мы одолжили эти концепции дизайна, адаптировали их и применили их к электронным цепным платформам ».

Во время процесса проектирования для этих «микрофлеер» исследователи тесно изучали дизайн различных видов семян. Они смотрели, как узор полета клена вертолетов, когда они вращаются и трепетают на землю, и сравнивали его с осторожным вращением семян тристеллации. Как и семена, исследователи разработали свои устройства вокруг полезной нагрузки, крошечная хлопья ультра-миниатюрированной электроники. Результат выглядит как не так много, как чрезвычайно модный биомиметический блеск:

Роджерс и его команда разработали и построили множество различных типов Microlliers, сначала полагаясь на плоские, плоские геометрии, такие как оригами. Затем, вдохновленные ростаминовыми книжками детских всплывающих книг, они пробовали соединять эти жесткие геометрические структуры на упругие материалы, которые содержались под напряжением. С помощью «контролируемого процесса выжигания» они сформировали точные трехмерные формы при расслабленной подложке.

В сотрудничестве с машиностроением профессора Юнганга Хуан, также северо-западный, команда разработки этих крошечных летающих использованных статистики и вычислительной мощности для проведения многочисленных различных симуляций динамики с вычислительной жидкостью. «Вычислительное моделирование обеспечивает быструю оптимизацию конструкции структур мух, которые дают наименьшую скорость кровне», - сказал Хуан. «Это невозможно с экспериментами по пробным и ошибкам».

Они сравнивали много микрофлеер в каждом генерировании тестирования, а затем выбрали конструкции, которые выполняют лучшее против конкретных целей. Это позвольте команде итерации по отношению к фигурам, которые работали, не обязательно необходимость отработать определенное математическое описание каждой и каждой кривой. Полученные структуры воплощают широкое разнообразие форм и размеров, но команда наиболее тесно сосредоточена на грациозным семенам трехкрытых тристеллации.

Трудно победить природу, когда речь идет о эффективности, но Роджерс считает, что команда сделала это, - по крайней мере, в узком смысле, что мы смогли создавать структуры, которые падают с более стабильными траекториями и на более медленных скоростях терминалов, чем эквивалентные семена, которые Вы бы увидели с растений или деревьев, - сказал он. «Мы также смогли построить эти летающие сооружения на вертолете в размерах намного меньше, чем находятся в природе».

За пределами своих конструкций крыла Группа также продемонстрировала несколько различных вариантов полезной нагрузки в электронике. Одна сборка, предназначенная для мониторинга частиц в воздухе в колонне воздуха, включенные датчики, источник питания, способный собирать энергию окружающей среды, немного памяти, а антенну для передачи данных, которые он собирается. Другой, предназначенный для мониторинга качества воды, использовал датчик pH и фотоприемники, которые могут измерять воздействие на солнце на разных длинах волн.

Роджерс предусматривает использование корпуса для этих микрокламов, которые могут привлечь диспергирование их от самолетов или бросать их в море в огромных числах. С одной стороны, он чувствует себя немного Tinfoil-Hat, чтобы говорить о рожде умных, летающих мусора овладевания, что телефоны домой, а затем исчезают, растворяясь в воде. Однако, с другой стороны, кажется, что ирония поставить целую связку электроники в воздух и воду, чтобы проверить их для загрязнения. Роджерс тоже на этой проблеме тоже. Его команда недавно сделала заголовки после того, как продемонстрировала временные, биоразрывные кардиостимуляторы.

Лаборатория уже развивается «физически переходные системы электроники, используя разлагаемые полимеры, компостируемые проводники и растворенные микросхемы встроенных цепей, которые естественным образом исчезают в экологически безопасных конечных продуктах при воздействии воды», - пояснил он. «Мы признаем, что восстановление крупных коллекций микрофлеер может быть сложно. Чтобы решить эту проблему, эти экологически авторбируемые версии растворяют естественным путем и безвредно ».

Исследование представлено на обложке выпуска 23 сентября природы. (Изображения и видео: северо-западный университет.)

Читать далее

Канада запрещает инфраструктуру сети Huawei, ссылаясь на проблемы национальной безопасности

Телекоммуникационные компании в Канаде больше не смогут покупать инфраструктуру у компаний, и им придется устранить то, что они имеют в ближайшие годы.

DeepMind AI Breakthrough позволяет прогнозировать более 200 миллионов белковых структур

DeepMind объявил, что создал структуры для всех 200 миллионов белков в централизованной базе данных Uniprot. Это большое значение для основных биологических исследований, а также для усилий по борьбе с некоторыми из наиболее важных научных загадков нашего времени.

DOT утверждает инфраструктуру зарядки EV для всех 50 штатов

Администрация выделила 5 миллиардов долларов для финансирования развертывания зарядных устройств для электромобилей, и теперь проект начинается с разрешениями во всех 50 штатах, а также Вашингтон и Пуэрто -Рико.

Ученые обнаруживают массивную «дополнительную галактическую структуру», скрытую за Млечным путе

Ученые, работающие в Национальном университете Сан-Хуана в Аргентине, исследовали так называемую «зону избегания», чтобы узнать, что кажется новым галактическим кластером.